脲和盐酸胍诱导过氧化氢酶去折叠的研究

用荧光相图法分别研究了脲和盐酸胍诱导牛肝过氧化氢酶去折叠的过程 .当脲浓度从 0依次增大至 0 5 0 ,4 5和8 0mol/L时 ,过氧化氢酶从天然四聚体依次转变为蓬松的四聚体、部分折叠的无活性二聚体和去折叠态 ,而当盐酸胍浓度从 0依次变化至 0 65 ,2 5和 6 0mol/L时 ,过氧化氢酶则从天然四聚体依次转变为部分折叠的激活二聚体、部分折叠的单体和去折叠态 ,这表明无论是用脲还是用盐酸胍作为变性剂 ,该蛋白的变性过程都符合“四态模型” ,但这两种变性剂诱导该蛋白去折叠的途径和机制有较大差异 .实验结果表明荧光相图法可以检测蛋白质去折叠的中间态 .用等温滴定量热法研究了盐酸胍诱导过氧化氢酶去折叠过程的热力学 ,2 5 0℃时低浓度盐酸胍诱导该蛋白从天然四聚体转变为部分折叠的激活二聚体的本征摩尔构象变化焓、Gibbs自由能和熵分别为 -69 2kJ·mol-1,6 43kJ·mol-1和 -2 5 4J·K-1·mol-1,据此推断盐酸胍通过熵效应和静电效应来稳定和激活该二聚体 .

蛋白质的氧化重折叠

经过近几十年来广泛而深入的研究 ,蛋白质氧化重折叠的机制已得到相当详细的阐明。 1 在已研究过的蛋白质中 ,大多数蛋白质都是沿着多途径而非单一、特定的途径进行氧化重折叠 ,这与折叠能量景观学说是一致的。 2 正是氨基酸残基间的天然相互作用而不是非天然的相互作用控制蛋白质的折叠过程。这一结论与含非天然二硫键的折叠中间体在牛胰蛋白酶抑制剂 (BPTI)折叠中所起的重要作用并非相互排斥 ,因为后者仅仅是进行链内二硫键重排的化学反应所必需 ,与控制肽链折叠无直接关系。 3 根据对BPTI的研究 ,二硫键曾被认为仅仅具有稳定蛋白质天然结构的作用 ,既不决定折叠途径也不决定其三维构象。这一观点不适用于其它蛋白质。对凝乳酶原的研究表明 ,天然二硫键的形成是恢复天然构象的前提。天然二硫键的形成与肽键的正确折叠相辅相成 ,更具有普遍意义。 4 在氧化重折叠的早期 ,二硫键的形成基本上是一个随机过程 ,随着肽链的折叠二硫键的形成越来越受折叠中间体构象的限制。提高重组蛋白质的复性产率是生物技术领域中的一个巨大的挑战。除了分子聚集外 ,在折叠过程中所形成的二硫键错配分子是导致低复性率的另一个主要原因。氧化重折叠机制的阐明为解决此问题提供了有益的启示。如上所述 ,在折叠的后期 。

基于热重分析法测定聚丙烯塑料的氧化诱导时间

运用热重分析法(TG)测定聚丙烯塑料(PP)的氧化诱导时间(OIT),研究了测试温度、样品质量对PP的OIT的影响。研究发现,PP的OIT随着测试温度的和样品质量的增加而降低,所得结果具有良好的重现性。

FTIR光谱法研究天花粉蛋白的热去折叠过程

本文利用FTIR光谱技术和计算机辅助解析技术 (二阶导数、去卷积和曲线拟合 )研究了天花粉蛋白的热诱导去折叠过程。结果表明 :在 2 5～ 85℃温度范围内 ,天花粉蛋白的热去折叠是一个不可逆的分子间聚集的过程 ;二级结构随温度的变化暗示了折叠中间体的存在。

TRAIL包涵体在细胞内重折叠现象的初步研究

肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(Apo2L/TRAIL)是一种新型的抗肿瘤蛋白。但在大肠杆菌表达系统中,表达的TRAIL蛋白往往容易聚集形成包涵体。本文对重组TRAIL包涵体在胞内重折叠转化成可溶性TRAIL蛋白作了初步探索,结果表明:当蛋白表达后,迅速降低温度至30℃并添加50μg/mL氯霉素继续培养4 h,可溶性TRAIL产量可提高至16.7%。这一结果在3.7L罐上也得到了证实,可溶性TRAIL表达量达到14.5%。

水稻谷胱甘肽磷脂氢过氧化物酶的热稳定性研究

谷胱甘肽磷脂氢过氧化物酶是唯一能够直接还原生物膜上脂类过氧化物的过氧化物酶。利用圆二色光谱(CD)、内源荧光光谱和差示扫描量热仪(DSC)研究了温度对谷胱甘肽磷脂氢过氧化物酶(OsPHGPx)活性及其构象变化的影响。在温度为20～27.5℃期间,随着温度的逐渐升高,OsPHGPx的活性逐渐上升,到27.5℃时达到最大值;在27.5～45℃时,随着温度逐渐升高,其活性迅速下降;当温度超过45℃时,其活性完全丧失。在20～40℃,CD光谱、内源荧光光谱和DSC均没有发生明显变化,暗示OsPHGPx的结构基本保持完整;在40～55℃,CD光谱显示该酶二级结构发生去折叠;内源荧光光谱的变化暗示该酶三级结构发生去折叠。其中在40～45℃,DSC显示该酶可能存在两个去折叠中间体。当温度超过55℃时,整个酶的构象不再发生变化,呈现去折叠状态。

热休克蛋白27的抗凋亡机制及在神经保护中的应用

热休克蛋白（Hsp）是Ritossa最先在果蝇唾液腺中发现的遗传高度保守的热应激蛋白质家族,又称应激蛋白。其广泛存在于多种生物细胞中,作为分子伴侣（分子伴侣是指在体内帮助其他含多肽的物质正确组装,但不参与其生物学作用）,当遭受氧化应激、高热、缺血等应激时,在蛋白质内稳态、凋亡、侵袭、细胞信号转导中扮演重要角色。

鸡溶菌酶和重组大肠杆菌融合蛋白(NADP-GDH)体外分子交联的初步研究

用PCR方法克隆的大肠杆菌NADP特异性谷氨酸脱氢酶 (NADP specificglutamatedehydrogenase ,NADP GDH)基因和其突变基因 ,插入表达载体pTrcHisC构建重组蛋白质表达体系 .经过IPTG诱导表达 ,用Talon固定化金属亲和层析树脂纯化出重组的天然和突变NADP GDH ,将它们和溶菌酶 (Lysozyme)通过热诱导去折叠方法进行体外蛋白质分子交联实验 ,在去折叠反应液中加入还原剂二硫苏糖醇 (DTT)后 ,不但没有分子间二硫键交联形成 ,同时也没有其他分子间共价键 (异肽键 )交联的形成 .另外 ,半胱氨酸残基定点突变后的NADP GDH重组蛋白质 ,无法参与形成分子间二硫键 ,实验证实经过热诱导去折叠后也没有分子间共价键 (异肽键 )交联 .这些结果进一步证明蛋白质分子间二硫键的形成能够促进蛋白质其他分子间共价键 (异肽键 )的形成 .

聚集诱导发光的基本科学问题年度报告(2013)

建立和完善AIE模型和理论可以为分子设计、材料制备、聚集体结构调控及器件实际应用等方面提供了理论指导。2013年度该研究重要进展如下:(1)基于第一性原理计算,定量考察了位阻、温度、聚集等因素对分子体系发光性质的影响。从微观角度给出了分子聚集诱导发光机理:分子激发态的无辐射能量衰减通道主要是对应于低频模式的芳香环扭转和高频模式的碳碳伸缩振动。当位阻增加、温度降低或者分子聚集时,芳香环的转动受限,无辐射能量衰减通道被抑制,从而提高分子的荧光量子产率,荧光增强;为了更深层次地理解蓝色磷光分子结构与发光效率之间的关系,结合密度泛函理论,运用我们最近发展的系间窜越速率的振动关联函数计算方法,定量研究了新型蓝光发射分子fac-tris(2-(4,6-difluorophenyl)pyridyl iridium(facIr(F2ppy)3)的磷光光谱、辐射跃迁和无辐射跃迁速率及其与温度的依赖关系,计算结果很好地解释了实验测量结果。理论研究表明可以通过分子设计来抑制这些振动来进一步提高这类材料的发光效率。(2)研究了AIE分子作为生物探针和生物体系的相互作用。BSPOTPE分子和蛋白质可以通过BSPOTPE的芳香环和蛋白质疏水性氨基酸之间的疏水相互作用结合,研究表明,BSPOTPE可以同时作为胰岛素分子错误折叠纤维化的过程的探针和抑制剂。运用Markov态模型对导致II型糖尿病的h IAPP蛋白质误折叠聚集进行了理论研究,找到了一些可能导致其聚集的重要的构象态,初步实验中也证实了AIE分子有可能作为h IAPP蛋白质聚集的分子探针和抑制剂。(3)发展一种利用不水溶的荧光探针和水凝胶体系定量检测纯水中F的新方法。合成了一个新的荧光探针N-(3-(benzo[d]thiazol-2-yl)-4-(tertbutyldiphenylsilyloxy)phenyl)acetamide(BTBPA),其与F作用后荧光颜色由蓝色变为绿色。这种方法可以在15 s内定量检测浓度低至饮用水标准级别的F,具有检测速度快,灵敏度高,选择性好等特点。而且该方法可使用非水溶性荧光探针,大大扩展了可用于离子检测的荧光分子应用范围。

二氧化锆微球的制备及理化参数的测定

聚合诱导胶体凝聚法合成氧化锆微球 ,可得到理想的微球体。通过大型科学仪器表征 ,证明该微球体具有颗粒分布窄、孔径大、结晶完整、耐热性好的诸多优点 。

未折叠蛋白反应-蛋白激酶R样内质网激酶通路对氧化应激诱导生长抑制因子1的影响

目的寻找肝脏内质网应激过程中未折叠蛋白反应-蛋白激酶R样内质网激酶(UPR-PERK)通路潜在的作用靶点,并在肝脏内质网应激模型中验证UPR-PERK通路对氧化应激诱导生长抑制因子1(Osgin1)是否存在调控关系。方法以GEO数据库作为分析数据的来源,通过GEO2R软件挑选出符合标准的差异基因,对禁食-再喂食、运动及年龄3种生理因素引起显著变化的差异基因使用韦恩图取交集,确定Osgin1是变化显著的基因。通过GENEMANIA数据库验证UPR-PERK通路与Osgin1是否存在直接作用。随后分别在GEO数据库和TCGA数据库中通过3种不同的肝脏内质网应激模型(急性内质网应激模型、非酒精性脂肪性肝病模型及肝癌模型)进一步验证UPR-PERK通路对于Osgin1的调控关系。数据统计采用GraphPadPrism 9.0.0软件,采用Pearson相关分析法分析UPR-PERK通路基因与Osgin1转录水平的相关性。结果与对照组相比,在禁食-再喂食、增加运动及增龄3种生理因素下,Osgin1转录水平分别上调了700%、下调156%以及229%(P<0.05)。经GENEMANIA数据库验证UPR-PERK通路与Osgin1存在直接作用。在内质网应激诱导剂导致的急性肝脏内质网应激模型中,与对照组相比,抑制UPR-PERK通路相关基因(Eif2ak3)可以显著逆转由内质网应激诱导剂Tunicamycin导致的Osgin1 mRNA水平的上调(Osgin1 mRNA下调87%,P<0.001);在非酒精性脂肪性肝病模型中,与对照组相比,通过给予药物实现缓解UPR-PERK通路的同时,Osgin1转录水平也随之下调(减重药物BI4556906组Osgin1 mRNA下调48.0%;EX10970组Osgin1 mRNA下调43.3%;肌醇需要酶1α激动剂IXA4组Osgin1 mRNA下调56.6%;P<0.05);在肝癌模型中,与对照组相比,UPR-PERK通路相关基因与Osgin1转录水平在肝癌组织中显著上调(Osgin1 mRNA上调109%,P<0.001)。结论在生理条件及肝脏内质网应激模型中,UPR-PERK通路的激活上调Osgin1转录水平。

大肠杆菌L-酒石酸脱氢酶β亚基体外分子交联

为证明高音等提出的蛋白质交联三步假说,通过PCR技术扩增大肠杆菌L-酒石酸脱氢酶β亚基(L-tartrate dehydratase beta subunit,TtdB)野生型与Cys/Ser突变型目的基因,构建带6×His标签的诱导型表达载体pTrcHisC-TtdB。重组蛋白以包含体形式存在,应用TALON固定化金属亲和树脂(Immobilized metal affinity chromatography,IMAC)以变性的方法纯化,通过分步透析逐步去除变性剂的方法复性,复性率可达70%。将复性后的两种蛋白通过热诱导去折叠和氧化重折叠方法进行体外蛋白质分子交联实验。SDS-PAGE分析表明:野生型TtdB在其变性的临界温度反应时,出现交联二聚体和多聚体;在氧化重折叠后SDS-PAGE前加入100mmol/LDTT时,交联强度明显减弱。这种DTT打不开的交联即为异肽键交联;若在其氧化重折叠反应液中加入DTT则没有任何交联。突变型TtdB在与野生型TtdB相同的热诱导去折叠条件下,完全没有二聚体和多聚体的形成。这说明分子间二硫键的形成能促进随后分子间异肽键的形成。

变压器油劣化动力学分析

采用热重分析法对变压器油样品的热解行为进行研究,分析变压器油在不同升温速率时的热解特性,根据Coats-Redfern法描述热解过程,计算变压器油在不同升温速率下的热解动力学参数。结果表明:变压器油的热解过程可以分为3个阶段,热解的主要区域的反应级数为1,活化能和频率因子随加热速率的提高而轻微上升.采用DSC法在150℃恒温得到变压器油的氧化诱导期是25 min.

大肠杆菌二氢叶酸还原酶基因folA的克隆、表达纯化及分子间交联

利用PCR技术从大肠杆菌DH5α中获取二氢叶酸还原酶(DHFR)基因folA。用限制性内切酶BamHI与PstI将该片段插入到克隆载体pUC18上,DNA测序鉴定目的基因。而后再将该基因亚克隆到表达载体pTrcHisC上,IPTG诱导表达重组蛋白。在非变性条件下,用TALON金属亲和层析树脂纯化含组氨酸标记的重组DHFR。纯化产物在热诱导条件下行SDS-PAGE分析,除23000大小的单体外,还出现了交联的二聚体和多聚体;而当反应体系中含有还原剂β-巯基乙醇时,二聚体和多聚体都被减弱。推断蛋白质在热诱导条件下二级结构发生改变而产生交联,并且有二硫键的参与。

炫设计

自加热的婴儿奶粉包装Aestech公司是荷兰一家专业生产自加热饮料包装的供应商。如图所示是其推出的一款自加热婴儿奶粉包装,采用水、氧化钙作为加热剂,两者一旦接触便会发生化学反应,并放出大量热量,从而在无需火源或电源的情况下达到加热食物的目的,对于忙碌的妈妈们而言,确实要省心不少。该包装内设多个腔室,上方的腔室用于盛装干燥的奶粉,下方腔室用于盛装氧化钙。